JP2008108671A - 分岐コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】分岐コネクタ内に配置する波形整形回路を実装する回路基板の面積を小さくし、分岐コネクタの小型化を図る。
【解決手段】幹線から複数の支線を分岐接続する位置に設ける分岐コネクタ１０であって、コネクタハウジング１１内に、幹線ライン２１と支線ライン２２の導体パターンを設けた回路基板２０を収容し、幹線ライン２１は抵抗とコイルとを並列接続した波形整形回路２５を介して支線ライン２２と接続させ、波形整形回路２５は、支線ライン２２と幹線ライン２１とを隙間を空けて設け、該隙間に導電性接着剤２６を塗布して抵抗層を設けると共に、該抵抗層の表面にチップコイル２７を配置し、該チップコイル２７の両端の電極を前記導電性接着剤２６に固着して、抵抗とコイルとの並列回路を形成しており、さらに、回路基板２０に、幹線ライン２１に接続した幹線用端子材３１と、支線ライン２２に接続した支線用端子材３２を突設している。
【選択図】図４

Description

本発明は、分岐コネクタに関し、詳しくは、自動車に搭載され、自動車内に配索されるＬＡＮ内に介設され、通信回路の分岐接続部で発生する信号の反射を減衰する機能をコネクタ内に設けたものである。

従来、自動車に配索される電線同士の接続にはコネクタが多く用いられており、特開２００６−４８５２号公報（特許文献１）では、電子部品を内蔵したコネクタが提供されている。
特許文献１で提供されたコネクタ１は、図９に示すように、アッパーケース２とロアケース３からなるハウジング４内に複数の電子部品５を実装した回路基板６を収容して、該回路基板６に接続した端子７を外部電線（図示せず）の端末の端子と接続している。

特許文献１で提供されているコネクタ１は電子部品５を実装した回路基板６を内蔵しているため、コネクタに様々な機能を持たせることができ、通信回路の分岐点に電子部品５である抵抗及びコイルを実装して波形整形回路を構成すると、分岐点における信号の反射を減衰することができる。
しかしながら、前記波形整形回路を構成するためには、図１０（Ａ）に示すように回路基板６に抵抗９１とコイル９２の両方を実装しなければならず、電子部品５実装面の面積が大きい回路基板６が必要となる。

また、抵抗９１やコイル９２等の電子部品５は、半田付けにより回路基板６に実装される。特に、チップ型の電子部品５では、図１０（Ｃ）に示すように、回路基板６の導体パターン９５に設けたランド部９４に半田９３を印刷し、図１０（Ｄ）に示すように電子部品５の電極（図示せず）を半田９３に接合させ、電子部品５と導体パターン９５を電気的に接続している。
前記電子部品５とランド部９４の接合強度を確保するためには、回路基板６にランド部９４の面積を確保して、ランド部９４と半田９３の接する面積を大きくする必要がある。このため大きい面積の回路基板６が必要となり、回路基板６を収容するコネクタ１が大型化するという問題がある。

特開２００６−４８５２号公報

本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、分岐コネクタにおいて、通信回路の分岐点に信号の反射を低減する波形整形回路を設ける場合において、波形整形回路を実装している回路基板の面積を小さくし、分岐コネクタの小型化を図ることを課題としている。

前記課題を解決するため、本発明は、幹線から複数の支線を分岐接続する位置に設ける分岐コネクタであって、
コネクタハウジング内に、幹線ラインと支線ラインの導体パターンを設けた回路基板を収容し、前記幹線ラインは抵抗とコイルとを並列接続した波形整形回路を介して前記支線ラインと接続させ、
前記波形整形回路は、前記支線ラインと前記幹線ラインとを隙間を空けて設け、該隙間に導電性接着剤を塗布して抵抗層を設けると共に、該抵抗層の表面にチップコイルを配置し、該チップコイルの両端の電極を前記導電性接着剤に固着して、前記抵抗とコイルとの並列回路を形成しており、さらに、
前記回路基板に、前記幹線ラインに接続した幹線用端子材と、支線ラインに接続した支線用端子材を突設していることを特徴とする分岐コネクタを提供している。

本発明の分岐コネクタでは、抵抗層である導電性接着剤とチップコイルからなる波形整形回路を実装した回路基板をコネクタハウジング内に収容し、幹線ラインから波形整形回路を介在させて支線ラインを分岐している。
波形整形回路を構成する導電性接着剤とチップコイルは、回路基板に半田付けで実装するのではなく、導電性接着剤を回路基板に塗布し、導電性接着剤の表面にチップコイルを載置し、該チップコイルの両端を導電性接着剤と固着している。
通常、導電性接着剤は回路基板に設けた導体パターンと比較して導電率が低いことより、導電性接着剤を抵抗として機能させ、導電性接着剤の塗布層は抵抗層として用いている。よって、当然のことながら、本発明で用いる導電性接着剤は、接続する導体パターンより導電率が低いものとしている。
このように、抵抗層となる導電性接着剤の表面にチップコイルを接着させ、該チップコイルの両端を抵抗層と接続することにより、幹線ラインと支線ラインとを、抵抗とコイルとを並列接続した波形整形回路を介在させて接続している。

本発明では、前記のように、抵抗とコイルとを別個に回路基板上に半田付けで実装しておらず、抵抗層にチップコイルを重ねて配置しているため、設置スペースをとらず、回路基板の小型化を図ることができる。
また、導電性接着剤は導体パターンに設けるランド部に直接塗布されるため、チップ型の抵抗を半田を用いて導体パターンに接続する場合に比べて、ランド部と導電性接着剤の接触面積が少なくても接合強度を保つことができる。
このため回路基板の面積をより小さくすることができ、分岐コネクタを小型化できる。

前記導電性接着剤は、例えば、微粒子状もしくはフィラーにした白金、金、銀、銅、アルミニウム等の導電性金属を高分子系絶縁物に配合して導電性を持たせた材料により形成している。
前記高分子系絶縁物として、フェノール樹脂、ユリア樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリエチレン、ポリスチロール、硬質塩化ビニル、軟質塩化ビニル、酢酸セルロース、ポリエチレンテレフタレート、フッ素樹脂、生ゴム、軟質ゴム、エボナイト、ブチルゴム、ネオプレンゴム、シリコンゴム等が挙げられる。

導電性接着剤とチップコイルからなる波形整形回路の幹線・支線用端子材間のインピーダンスは、使用する通信回路のバスのインピーダンス（Ｚ０）の６％〜５０％、好ましくは１０％〜２２％とすることが好ましい。
前記インピーダンスが６％以上であれば、通信回路の分岐部における信号の反射を減衰させることができる。一方、５０％を越えると受信側の電圧低下を招き通信エラーが発生する恐れがある。

前記波形整形回路の抵抗値は、導電性接着剤の塗布量を変化させることにより調節することができる。
導電性接着剤の抵抗値は、導電性接着剤の塗布面積ではなく、塗布厚さにより調節することができる。即ち、導電性接着剤の塗布面積を一定とした場合、導電性接着剤の塗布の厚みを大とすることで抵抗値を小さくすることができる一方、導電性接着剤の厚みを薄くすることで抵抗値を大きくすることができる。
なお、導電性接着剤の塗布の厚みを一定とした場合に、導電性接着剤を塗布する面積を広くすることにより、断面積が大きくなり抵抗値を小さくすることができる一方、塗布面積を狭くすることで抵抗値を大きくすることができるが、塗布面積を大きくすると、スペースをとるため、塗布厚さで抵抗値を調節することが好ましい。

前記コネクタハウジングに上下２段に端子収容室を並設し、各段毎に前記幹線用端子材または支線用端子材を収容していると共に、前記回路基板は前記上下２段の端子収容室の端面側に1つ設けており、
前記幹線及び支線は、差動伝送線路を構成するツイストペア電線あるいはシールドツイストペア電線等のペア電線からなり、該ペア電線の第１通信線と第２通信線の各端末に接続した端子が、前記上下２段の各端子収容室に収容している前記幹線用端子材または支線用端子材とそれぞれ接続されることが好ましい。

前記構成によれば、車載用のＬＡＮに介設され、通信回路の幹線から支線を分岐する分岐コネクタにおいて、回路基板の幹線ラインと支線ラインとの間に、前記導電性接着剤とチップコイルを並列接続した波形成形回路を介在させているため、前記導電性接着剤とチップコイルを信号の反射を早期に減衰させることができる。

前述したように、本発明の分岐コネクタによれば、抵抗層である導電性接着剤の表面にチップコイルを固着させているので、回路基板上にチップコイルのための面積を確保する必要がない。さらに、導電性接着剤は導体パターンのランド部に直接塗布されるので導電性接着剤とランド部の接触面積が少なくても接合強度を保つことができる。このため、回路基板の面積を小さくすることができ、分岐コネクタを小型化できる。

本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図７に本発明の第１実施形態の分岐コネクタ１０を示す。
分岐コネクタ１０は、図１に示すように、ＣＡＮ通信（差動伝送方式）を行う車載ＬＡＮ１００において、幹線１０１から複数本の支線１０２が分岐する分岐部１０３を形成するものである。

分岐コネクタ１０は図２および図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、コネクタハウジング１１の一側に設けたコネクタ嵌合部１６を備えると共に、その背面側の他側に、回路基板２０を収容する基板収容部１２を備えている。基板収容部１２には、プリント基板からなる回路基板２０と、回路基板２０に半田付けで突設した幹線用端子材３１、支線用端子材３２を収容している。

長方形状の回路基板２０には、図４、図６および図７（Ａ）に示すように、長さ方向に沿った図中上下両側辺に沿って、導体パターンからなる幹線ライン２１（２１−１，２１−２）を設け、これら幹線ライン２１に挟まれた中央領域に支線ライン２２を設けている。前記支線ライン２２は、幹線ライン２１−１と対向する複数の支線ライン２２−１を回路基板２０の長さ方向に間隔をあけて形成すると共に、幹線ライン２１−２と対向する複数の支線ライン２２−２を同様に長さ方向に間隔をあけて形成している。
前記幹線ライン２１には複数の支線ライン２２と対向する位置にランド部２１ａを夫々形成する一方、各支線ライン２２の幹線ライン側の先端に前記ランド部２１ａと隙間をあけてランド部２２ａを形成している。各支線ライン２２の他端にもランド部２２ｂを形成し、該ランド部２２ｂの中央に端子孔２３を設け、前記支線用端子材３２を貫通させて半田付けしている。
前記幹線ライン２１の両端にも夫々端子孔２４を設け前記幹線用端子材３１を貫通させて半田付けしている。

前記幹線ライン２１−１の各ランド部２１ａと複数の支線ライン２２−１の各ランド部２２ａとの間、同様に、幹線ライン２１−２の各ランド部２１ａと複数の支線ライン２２−２の各ランド部２２ａとの間に、図４、図５に示す波形整形回路２５を設け、幹線ライン２１を波形整形回路２５を介して支線ライン２２に分岐接続している。
各波形整形回路２５は抵抗層である導電性接着剤２６と、導電性接着剤２６の表面に接着したチップコイル２７を備えている。

前記導電性接着剤２６は図６（Ｂ）及び図７（Ｂ）に示すように、ランド部２１ａと２２ａの表面及びその間の隙間の基板表面に所要厚さで塗布している。
前記該導電性接着剤２６の表面に、図７（Ｃ）に示すように、チップコイル２７を載置し、該チップコイル２７の両端の電極２７ａを導電性接着剤２６に固着して、導電性接着剤２６とチップコイル２７を並列接続させている。

詳細には、図７（Ｂ）に示すように、対向配置された幹線ライン２１の各ランド部２１ａと支線ライン２２のランド部２２ａにかけて、導電性接着剤２６を矩形状に塗布してランド部２１ａと２２ａとを導電性接着剤２６を介して電気的に接続する。該導電性接着剤２６の左右方向Ｘの幅はランド部２１ａ、２２ａの幅よりも小さくし、隣接するランド部間に塗布する導電性接着剤２６と接触させないようにしている。
前記導電性接着剤２６は、銀等の導電性金属からなるフィラーを熱硬化性樹脂と配合して混練したものからなり、前記幹線ライン２１および支線ライン２２の導電率よりも低くしている。

前記導電性接着剤２６を塗布した後に、該導電性接着剤２６が粘着性を有する状態で、その表面にチップコイル２７を載せて固着している。該チップコイル２７は、その長さ方向の両端に一対の電極２７ａを備え、該電極２７ａを導電性接着剤２６と固着して電気的に接続している。
前記のように、チップコイル２７を導電性接着剤２６と固着した後に、加熱して導電性接着剤２６を硬化している。

前記幹線ライン２１（２１−１、２１−２）の両端に設けた端子孔２４を挿入して半田付けで突設する幹線用端子材３１及び、各支線ライン２２（２２−１、２２−２）の他端に設けた端子孔２３に挿入して半田付けで突設する支線用端子材３２は、いずれも導電性金属材からなる棒体状とし、突出端側に、幹線回路の電線および支線回路の電線の各端末に接続したメス端子と嵌合接続するオス端子部３１ａ、３２ａを形成している。

前記回路基板２０を収容するコネクタハウジング１１は、図２および図３に示すように、基板収容部１２は左右方向Ｘに長い矩形状の空洞部で、他側のコネクタ嵌合部１６との間に仕切壁１３が介在し、仕切壁１３にコネクタ嵌合部１６と基板収容部１２に連通する上下２段の端子貫通穴１３ａを設けている。かつ、基板収容部１２の上下左右の側壁の内面には基板係止用段部１２ａを設けている。

基板収容部１２の背面側開口１２ｂから回路基板２０を挿入し、回路基板２０に突設された幹線用端子材３１のオス端子部３１ａを左右の端子貫通穴１３ａ−１に挿入し、支線用端子材３２のオス端子部３２ａを両側の端子貫通穴１３ａ−１の間に設けた端子貫通穴１３ａ−２に挿入している。
回路基板２０は背面側開口１２ｂとほぼ同じ大きさであり、回路基板２０の端部はコネクタハウジング１１の内壁で保持されると共に、基板係止用段部１２ａにより係止される。

また、基板収容部１２の背面側開口１２ｂを閉鎖するカバー４０を備えている。カバー４０は背面側開口１２ｂを閉鎖する側壁４０ａと、側壁４０ａの周縁から突出した周壁４０ｂからなり、図２に示すように、周壁４０ｂの内面の所要箇所に、コネクタハウジング１１の外面１１ｃに設けた係止突起１１ａを係止するための係止凹部４０ｃを設けている。
該カバー４０はコネクタハウジング１１の基板収容部１２の背面側開口１２ｂに被せ、コネクタハウジング１１の係止突起１１ａをカバー４０の係止凹部４０ｃに係止して、カバー４０をコネクタハウジング１１に取りつけている。
また、コネクタハウジング１１の外面には車体へコネクタハウジング１１を固定するロック部１１ｂを設けている。

前記分岐コネクタ１０のコネクタ嵌合部１６には、図３（Ｂ）に示すコネクタ５０を複数個並列状態で嵌合する構成としており、これらの各コネクタ５０は差動伝送線路を構成するツイストペア電線６０に接続されている。
各コネクタ５０は、上下各１個の端子収容室５２（５２Ａ、５２Ｂ）をコネクタハウジング１１に設け、上段の端子収容室５２Ａには、ツイストペア電線６０の第１通信線６１（ＣＡＮ＿Ｈ）の端末に接続したメス端子６３Ａが挿入係止されている一方、下段の端子収容室５２Ｂには、ツイストペア電線６０の第２通信線６２（ＣＡＮ＿Ｌ）の端末に接続した端子６３Ｂが挿入係止されている。

前記コネクタハウジング５１の表面には弾性係止片５３を設け、該弾性片５３の外面に突設した係止突起５４を分岐コネクタ１０のコネクタ嵌合部１６の上壁内面に設けた係止突起１６ａに係止してロック結合する構成としている。

前記構成からなる本発明の分岐コネクタ１０では、抵抗層である導電性接着剤２６の表面にチップコイル２７を固着させ、波形整形回路を構成する抵抗とコイルを並設するのではなく、積層しているため、回路基板２０上にチップコイル２４のための面積を確保する必要がない。
また、導電性接着剤２６はランド部および基板表面に直接塗布されるため、半田を用いる場合に比べてランド部と導電性接着剤２６の接触面積が少なくても接合強度を保つことができる。このため、回路基板２０を小さくすることができ、分岐コネクタ１０を小型化できる。

なお、本実施形態では、分岐コネクタ１０に差動伝送線路を構成するツイストペア電線６０を接続しているため、コネクタハウジング１１内に幹線用端子材３１または支線用端子材３２を上下２段で配置しているが、ペア電線以外の電線を接続する場合には、コネクタハウジング１１に１段あるいは３段以上で幹線用端子材３１または支線用端子材３２を配置してもよい。該分岐コネクタ１０に接続するペア電線はツイストペア電線６０に限らず、シールドツイストペア電線６０等であってもよい。

図８（Ａ）は第１実施形態の第１変形例を示す。前記第１実施形態では、導電性接着剤２６の左右方向Ｘの幅はランド部２１ａ、２２ａの幅より狭くしているが、同一幅としている。

図８（Ｂ）に第１実施形態の第２変形例を示す。
第２変形例では、隙間をあけて対向配置されたランド部２１ａとランド部２２ａの間に全面的に導電性接着剤２６を塗布するのではなく、間隔をあけて両側に導電性接着剤２６Ａ、２６Ｂを塗布して、ランド部２１ａとランド部２２ａを接続している。
前記２つの導電性接着剤２６Ａ，２６Ｂの表面にチップコイル２４を接着し、チップコイル２７の一対の電極２７ａはそれぞれ両方の導電性接着剤２６Ａ，２６Ｂと電気的に接続させている。
導電性接着剤２６Ａ、２６Ｂは抵抗として機能するので、２つの抵抗を並列接続した状態となり、同形状の矩形状の導電性接着剤２６を１つ実装するよりも抵抗値を小さくすることができ、抵抗値の調節を行うことができる。また、導電性接着剤２６Ａ、２６Ｂとチップコイル２４は並列接続される。
なお、他の構成および作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。

本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の特許請求の範囲内の種々の形態が含まれるものである。

本発明の分岐コネクタにより形成した分岐部を示す概略図である。 本発明の第１実施形態の分岐コネクタに相手側コネクタを嵌合した状態での断面図である。 （Ａ）は分岐コネクタの分解斜視図であり、（Ｂ）はコネクタ嵌合部に挿入されるコネクタの斜視図である。 回路基板の平面図である。 回路基板のＩ−Ｉ断面図である。 （Ａ）は回路基板上の幹線ラインと支線ラインを示した図であり、（Ｂ）は導電性接着剤を塗布を示した図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は回路基板に導電性接着剤を塗布しチップコイルを固着する説明図である。 第１実施形態の変形例を示す図である。 従来例を示す図である。 他の従来例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はＢ−Ｂ断面図、（Ｃ）は回路基板に半田を実装した要部拡大図、（Ｄ）は回路基板に抵抗とコイルを実装した要部拡大図である。

符号の説明

１０ 分岐コネクタ
１１ コネクタハウジング
１２ 基板収容部
１２ａ 基板係止用段部
１３ 仕切壁
１３ａ 端子貫通穴
１６ コネクタ嵌合部
２０ 回路基板
２１ 幹線ライン
２２ 支線ライン
２１ａ、２２ａ ランド部
２３ 貫通穴
２５ 波形整形回路
２６ 導電性接着剤
２７ チップコイル
３１ 幹線用端子材
３２ 支線用端子材

Claims (3)

1. 幹線から複数の支線を分岐接続する位置に設ける分岐コネクタであって、
   コネクタハウジング内に、幹線ラインと支線ラインの導体パターンを設けた回路基板を収容し、前記幹線ラインは抵抗とコイルとを並列接続した波形整形回路を介して前記支線ラインと接続させ、
   前記波形整形回路は、前記支線ラインと前記幹線ラインとを隙間を空けて設け、該隙間に導電性接着剤を塗布して抵抗層を設けると共に、該抵抗層の表面にチップコイルを配置し、該チップコイルの両端の電極を前記導電性接着剤に固着して、前記抵抗とコイルとの並列回路を形成しており、さらに、
   前記回路基板に、前記幹線ラインに接続した幹線用端子材と、支線ラインに接続した支線用端子材を突設していることを特徴とする分岐コネクタ。
2. 前記導電性接着剤の塗布量により抵抗値を調節している請求項１に記載の分岐コネクタ。
3. 前記コネクタハウジングに基板収容部を並設し、前記回路基板と、前記回路基板に接続した前記幹線用端子材または支線用端子材を収容していると共に、
   前記幹線及び支線は、差動伝送線路を構成するツイストペア電線あるいはシールドツイストペア電線等のペア電線からなり、該ペア電線の第１通信線と第２通信線の各端末に接続した端子が、前記幹線用端子材または支線用端子材とそれぞれ接続される構成としている請求項１または請求項２に記載の分岐コネクタ。

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